2022-2023学年高二物理竞赛课件：静电场中的电介质

静电场中的电介质 有极分子：分子正负电荷中心不重合。 无极分子：分子正负电荷中心重合； 电介质 C H + H + H + H + 正负电荷 中心重合 甲烷分子 + 正电荷中心 负电荷 中心 H + + H O 水分子 ——分子电偶极矩 一、电介质的极化 导电性能较差的物质——绝缘体 静电场中的电介质 1、无极分子的位移极化 无外电场时 加上外电场后 + + + + + + + 极化电荷 极化电荷 2、 有极分子的转向极化 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 无外电场时 电矩取向不同 两端面出现 极化电荷层 转向外电场 加上外场 电极化强度(矢量) 单位体积内分子电偶极矩的矢量和 描述了电介质极化强弱，反映了电介质内分子电偶极矩排列的有序或无序程度。 二、极化强度 三、极化强度与极化电荷的关系 大量实验证明：对于各向同性的电介质， 极化强度 与电场 有如下关系： ---电极化率（由介质本身 性质决定的常数，是反映 介质本身性质的物理量。 均匀介质极化时，其表面上某点的极化电荷面密度，等于该处电极化强度在外法线上的分量。 四、 电位移 电介质中的高斯定理 真空中的高斯定理 电介质中的高斯定理 + + + + + + + + + + + 定义电位移矢量 介质中的高斯定理 自由电荷 通过任意闭合曲面的电位移通量，等于该闭合曲面所包围的自由电荷的代数和。 1.电容器的串联 C1 C2 C3 C4 U C 电容器的联接 U 2.电容器的并联 a b C1 C2 C3 C4 U 例2.球形电容器，内、外径为a、b，电势差为Ｕ，若b，Ｕ保持不变，a=？时内球表面附近的E最小，并求其值。 a b 解：球形电容器的电容： 在内表面附近： 故Ｅ有极小值 注意到： $